JP6323511B2 - Driver condition detection apparatus and method - Google Patents
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Description
ここに開示された技術は、運転者の体調を検知する運転者体調検知装置及び方法に関するものである。 The technology disclosed herein relates to a driver physical condition detection apparatus and method for detecting a physical condition of a driver.
交通事故の死亡原因の一つに、運転中における運転者の体調の急変がある。運転者の体調の急変の要因には、脳血管疾患及び心疾患等の種々の疾患が含まれており、体調の急変により運転が継続できなくなった運転者の状態は一定ではない。従来、運転者の体調の急変を検出する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の技術では、運転者の運転姿勢に基づいて、運転者の異常を推定し、体調悪化の兆候を検出しようとしている。
One of the causes of traffic accident deaths is a sudden change in the physical condition of the driver while driving. Factors that cause a sudden change in the physical condition of the driver include various diseases such as a cerebrovascular disease and a heart disease, and the state of the driver who cannot continue driving due to the sudden change in the physical condition is not constant. Conventionally, a technique for detecting a sudden change in the physical condition of a driver is known (for example, see Patent Document 1). In the technique described in
一般に、運転者の運転姿勢自体に大きな変化が現れるのは、ある程度、異常状態が進行した後であることが多い。しかしながら、運転者の安全を確保するためには、異常状態が進行する前の早い段階で、運転者の体調の異常を検出することが必要である。 In general, a large change in the driving posture of the driver often appears after an abnormal state has progressed to some extent. However, in order to ensure the safety of the driver, it is necessary to detect an abnormality in the physical condition of the driver at an early stage before the abnormal state proceeds.
ここに開示された技術は、異常状態が進行する前の早い段階で、運転者の体調の異常を検出することを目的とする。 The technique disclosed here aims to detect an abnormality in the physical condition of the driver at an early stage before the abnormal state progresses.
ここに開示された技術の一態様は、車両を運転する運転者の体調を検知する運転者体調検知装置であって、前記車両の走行中の動きの変化を検出する車両検出部と、前記運転者の動きの変化を検出する運転者検出部と、前記走行中の動きの変化に対する前記運転者の動きの変化の追従度合を算出する演算部と、前記追従度合に基づき、前記運転者の体調が異常であるか否かの判定処理を実行する体調判定部と、を備え、前記演算部は、前記追従度合として、前記走行中の動きの変化に対する前記運転者の動きの変化の時間遅れを算出し、前記体調判定部は、前記時間遅れが基準時間以下のときに、前記運転者の体調が異常であると判定するものである。 One aspect of the technology disclosed herein is a driver physical condition detection device that detects a physical condition of a driver who drives a vehicle, the vehicle detection unit detecting a change in movement of the vehicle, and the driving A driver detection unit that detects a change in the driver's movement, a calculation unit that calculates a tracking degree of the change in the driver's movement with respect to the change in the driving motion, and a physical condition of the driver based on the tracking degree A physical condition determination unit that executes a determination process for determining whether or not the vehicle is abnormal, and the calculation unit calculates, as the follow-up degree, a time delay of the change in the driver's movement with respect to the change in the movement during the travel. calculated, the physical condition judging unit, the when the time delay is less than the reference time, the physical condition of the driver is shall be determined to be abnormal.
この態様では、車両の走行中の動きの変化に対する運転者の動きの変化の追従度合が演算部によって算出される。追従度合に基づき、運転者の体調が異常であるか否かの判定処理が、体調判定部によって実行される。車両の走行中の動きの変化に対する運転者の動きの変化の追従度合は、運転者の体調が異常になり始めた段階で、首又は上半身の筋力が低下するため、体調が正常なときと異なるものとなる。したがって、本態様によれば、異常状態が進行する前の早い段階で、運転者の体調の異常を検出することができる。
また、この態様では、追従度合として、車両の走行中の動きの変化に対する運転者の動きの変化の時間遅れが演算部によって算出される。時間遅れが基準時間以下のときに、運転者の体調が異常であると体調判定部によって判定される。運転者の体調が異常になり始めた段階で、首又は上半身の筋力が低下すると、車両の走行中の動きの変化に対する運転者の動きの変化の時間遅れが小さくなる。したがって、本態様によれば、異常状態が進行する前の早い段階で、運転者の体調の異常を検出することができる。
In this aspect, the calculation unit calculates the degree of follow-up of the change in the driver's movement with respect to the change in the movement while the vehicle is running. Based on the degree of follow-up, the physical condition determining unit determines whether or not the driver's physical condition is abnormal. The degree of follow-up of the change in the driver's movement relative to the change in movement while the vehicle is running is different from when the physical condition is normal because the muscle strength of the neck or upper body decreases when the driver's physical condition begins to become abnormal It will be a thing. Therefore, according to this aspect, it is possible to detect an abnormality in the physical condition of the driver at an early stage before the abnormal state proceeds.
Further, in this aspect, the time delay of the change in the driver's movement relative to the change in the movement while the vehicle is traveling is calculated by the calculation unit as the tracking degree. When the time delay is equal to or less than the reference time, the physical condition determination unit determines that the physical condition of the driver is abnormal. When the muscle strength of the neck or upper body decreases at the stage where the driver's physical condition begins to become abnormal, the time delay of the change in the driver's movement with respect to the change in the movement while the vehicle is traveling is reduced. Therefore, according to this aspect, it is possible to detect an abnormality in the physical condition of the driver at an early stage before the abnormal state proceeds.
上記態様において、例えば、前記車両検出部は、前記車両の左右方向における前記走行中の動きの変化を検出してもよい。前記運転者検出部は、前記左右方向における前記運転者の動きの変化を検出してもよい。前記演算部は、前記左右方向における前記走行中の動きの変化に対する、前記左右方向における前記運転者の動きの変化の追従度合を算出してもよい。 In the above aspect, for example, the vehicle detection unit may detect a change in movement during the traveling in the left-right direction of the vehicle. The driver detection unit may detect a change in the movement of the driver in the left-right direction. The calculation unit may calculate a follow-up degree of a change in the driver's movement in the left-right direction with respect to a change in the movement in the left-right direction.
この態様では、車両の左右方向における走行中の動きの変化に対する、車両の左右方向における運転者の動きの変化の追従度合が算出される。車両の左右方向における動きの変化に対する、車両の左右方向における運転者の動きの変化の追従度合は、車両の前後方向の場合に比べて、運転者の体調が異常になり始めた段階で、体調が正常なときと大きく異なるものとなる。したがって、本態様によれば、異常状態が進行する前の早い段階で、運転者の体調の異常を検出することができる。 In this aspect, the degree of follow-up of the change in the movement of the driver in the left-right direction of the vehicle with respect to the change in the movement in the left-right direction of the vehicle is calculated. The degree of follow-up of the change in the movement of the driver in the left-right direction of the vehicle relative to the change in the movement in the left-right direction of the vehicle is higher than that in the front-rear direction of the vehicle. Is significantly different from when normal. Therefore, according to this aspect, it is possible to detect an abnormality in the physical condition of the driver at an early stage before the abnormal state proceeds.
上記態様において、例えば、前記運転者検出部は、前記運転者の動きの変化として、前記運転者の重心位置の変化を検出してもよい。前記演算部は、前記走行中の動きの変化に対する前記重心位置の変化の追従度合を算出してもよい。 In the above aspect, for example, the driver detection unit may detect a change in the center of gravity position of the driver as a change in the driver's movement. The calculation unit may calculate a follow-up degree of the change in the center of gravity position with respect to the change in movement during the traveling.
この態様では、運転者の動きの変化として、運転者の重心位置の変化が、運転者検出部によって検出される。車両の走行中の動きの変化に対する運転者の重心位置の変化の追従度合が、演算部によって算出される。車両の走行中の動きの変化に対する運転者の重心位置の変化の追従度合は、運転者の体調が異常になり始めた段階で、首又は上半身の筋力が低下するため、体調が正常なときと異なるものとなる。したがって、本態様によれば、異常状態が進行する前の早い段階で、運転者の体調の異常を検出することができる。 In this aspect, a change in the driver's center of gravity is detected by the driver detection unit as a change in the driver's movement. The degree of follow-up of the change in the center of gravity position of the driver with respect to the change in the movement of the vehicle while traveling is calculated by the calculation unit. The degree of follow-up of the change in the center of gravity of the driver with respect to the change in the movement of the vehicle while the vehicle is running is because the muscle strength of the neck or upper body decreases when the driver's physical condition begins to become abnormal. It will be different. Therefore, according to this aspect, it is possible to detect an abnormality in the physical condition of the driver at an early stage before the abnormal state proceeds.
上記態様において、例えば、前記運転者検出部は、前記運転者の動きの変化として、前記運転者の頭部の加速度を検出してもよい。前記演算部は、前記走行中の動きの変化に対する前記頭部の加速度の追従度合を算出してもよい。 In the above aspect, for example, the driver detection unit may detect acceleration of the driver's head as a change in the driver's movement. The calculation unit may calculate a tracking degree of acceleration of the head with respect to a change in movement during the traveling.
この態様では、運転者の動きの変化として、運転者の頭部の加速度が、運転者検出部によって検出される。車両の走行中の動きの変化に対する運転者の頭部の加速度の追従度合が、演算部によって算出される。車両の走行中の動きの変化に対する運転者の頭部の加速度の追従度合は、運転者の体調が異常になり始めた段階で、首又は上半身の筋力が低下するため、体調が正常なときと異なるものとなる。したがって、本態様によれば、異常状態が進行する前の早い段階で、運転者の体調の異常を検出することができる。 In this aspect, the driver's head acceleration is detected by the driver detection unit as a change in the driver's movement. The degree of follow-up of the acceleration of the driver's head with respect to a change in movement while the vehicle is running is calculated by the calculation unit. The degree of follow-up of acceleration of the driver's head with respect to changes in the movement of the vehicle while the vehicle is running is because the muscle strength of the neck or upper body decreases when the driver's physical condition begins to become abnormal, and when the physical condition is normal It will be different. Therefore, according to this aspect, it is possible to detect an abnormality in the physical condition of the driver at an early stage before the abnormal state proceeds.
上記態様において、例えば、前記演算部は、前記走行中の動きの時間変化と前記運転者の動きの時間変化との相互相関を計算して、前記時間遅れを算出してもよい。 In the above aspect, for example, the calculation unit may calculate the time delay by calculating a cross-correlation between the time change of the movement while traveling and the time change of the driver's movement.
この態様では、車両の走行中の動きの時間変化と運転者の動きの時間変化との相互相関が演算部によって計算されて、時間遅れが算出される。したがって、本態様によれば、時間遅れを精度良く算出することができる。 In this aspect, the cross-correlation between the time change of the movement of the vehicle while the vehicle is moving and the time change of the driver's movement is calculated by the calculation unit, and the time delay is calculated. Therefore, according to this aspect, the time delay can be calculated with high accuracy.
上記態様において、例えば、前記体調判定部は、前記走行中の動きの変化の大きさが予め定められた閾値以上のときのみ、前記判定処理を実行してもよい。 In the above aspect, for example, the physical condition determination unit may execute the determination process only when the magnitude of the change in movement during the traveling is equal to or greater than a predetermined threshold.
この態様では、車両の走行中の動きの変化の大きさが予め定められた閾値以上のときのみ、判定処理が体調判定部によって実行される。車両の走行中の動きの変化の大きさが予め定められた閾値未満の場合には、車両の走行中の動きの変化に対する運転者の動きの変化の追従度合について、運転者の体調が正常である場合と異常である場合との間で有意差を示さないことがある。したがって、本態様によれば、運転者の体調が異常であるか否かを精度良く判定することができる。 In this aspect, the physical condition determination unit executes the determination process only when the magnitude of the change in movement during the traveling of the vehicle is equal to or greater than a predetermined threshold. If the magnitude of the change in movement of the vehicle is less than a predetermined threshold, the driver's physical condition is normal with respect to the degree of follow-up of the change in movement of the driver with respect to the change in movement of the vehicle. It may not show a significant difference between certain cases and abnormal cases. Therefore, according to this aspect, it is possible to accurately determine whether or not the driver's physical condition is abnormal.
上記態様において、例えば、前記車両検出部は、前記走行中の動きの変化として前記車両の加速度を検出する加速度センサを含んでもよい。 In the above aspect, for example, the vehicle detection unit may include an acceleration sensor that detects acceleration of the vehicle as a change in movement during the traveling.
この態様では、車両の走行中の動きの変化として車両の加速度が加速度センサによって検出される。車両の加速度に対する運転者の動きの変化の追従度合に基づき、判定処理が体調判定部によって実行される。車両の加速度に対する運転者の動きの変化の追従度合は、運転者の体調が異常になり始めた段階で、体調が正常なときと異なるものとなる。したがって、本態様によれば、異常状態が進行する前の早い段階で、運転者の体調の異常を検出することができる。 In this aspect, the acceleration of the vehicle is detected by the acceleration sensor as a change in the movement of the vehicle during traveling. Based on the degree of follow-up of the change in the movement of the driver with respect to the acceleration of the vehicle, the determination process is executed by the physical condition determination unit. The degree of follow-up of the change in the movement of the driver with respect to the acceleration of the vehicle is different from that when the physical condition is normal at the stage where the physical condition of the driver starts to become abnormal. Therefore, according to this aspect, it is possible to detect an abnormality in the physical condition of the driver at an early stage before the abnormal state proceeds.
ここに開示された技術の他の態様は、車両を運転する運転者の体調を検知する運転者体調検知装置における運転者体調検知方法であって、前記車両の走行中の動きの変化を検出する車両検出工程と、前記運転者の動きの変化を検出する運転者検出工程と、前記走行中の動きの変化に対する前記運転者の動きの変化の追従度合を算出する演算工程と、前記追従度合に基づき、前記運転者の体調が異常であるか否かの判定処理を実行する体調判定工程と、を備え、前記演算工程は、前記追従度合として、前記走行中の動きの変化に対する前記運転者の動きの変化の時間遅れを算出し、前記体調判定工程は、前記時間遅れが基準時間以下のときに、前記運転者の体調が異常であると判定するものである。 Another aspect of the technology disclosed herein is a driver physical condition detection method in a driver physical condition detection device that detects a physical condition of a driver driving a vehicle, and detects a change in movement of the vehicle during traveling. A vehicle detection step, a driver detection step for detecting a change in the driver's movement, a calculation step for calculating a follow-up degree of the change in the driver's movement relative to the change in the movement during the travel, and the follow-up degree. And a physical condition determination step for performing a determination process as to whether or not the driver's physical condition is abnormal, and the calculation step includes, as the follow-up degree, the driver's change with respect to a change in movement during the travel. calculating a time delay of motion changes, the physical condition determining step, wherein when the time delay is less than the reference time, the physical condition of the driver is shall be determined to be abnormal.
この態様では、車両の走行中の動きの変化に対する運転者の動きの変化の追従度合が演算工程において算出される。追従度合に基づき、運転者の体調が異常であるか否かの判定処理が、体調判定工程において実行される。車両の走行中の動きの変化に対する運転者の動きの変化の追従度合は、運転者の体調が異常になり始めた段階で、首又は上半身の筋力が低下するため、体調が正常なときと異なるものとなる。したがって、本態様によれば、異常状態が進行する前の早い段階で、運転者の体調の異常を検出することができる。
また、この態様では、追従度合として、車両の走行中の動きの変化に対する運転者の動きの変化の時間遅れが演算工程によって算出される。時間遅れが基準時間以下のときに、運転者の体調が異常であると体調判定工程によって判定される。運転者の体調が異常になり始めた段階で、首又は上半身の筋力が低下すると、車両の走行中の動きの変化に対する運転者の動きの変化の時間遅れが小さくなる。したがって、本態様によれば、異常状態が進行する前の早い段階で、運転者の体調の異常を検出することができる。
In this aspect, the degree of follow-up of the change in the driver's movement with respect to the change in the movement of the vehicle while traveling is calculated in the calculation step. Based on the degree of follow-up, a process for determining whether or not the driver's physical condition is abnormal is executed in the physical condition determination step. The degree of follow-up of the change in the driver's movement relative to the change in movement while the vehicle is running is different from when the physical condition is normal because the muscle strength of the neck or upper body decreases when the driver's physical condition begins to become abnormal It will be a thing. Therefore, according to this aspect, it is possible to detect an abnormality in the physical condition of the driver at an early stage before the abnormal state proceeds.
In this aspect, the time delay of the change in the driver's movement relative to the change in the movement while the vehicle is traveling is calculated as the tracking degree by the calculation step. When the time delay is equal to or shorter than the reference time, the physical condition determination step determines that the driver's physical condition is abnormal. When the muscle strength of the neck or upper body decreases at the stage where the driver's physical condition begins to become abnormal, the time delay of the change in the driver's movement with respect to the change in the movement while the vehicle is traveling is reduced. Therefore, according to this aspect, it is possible to detect an abnormality in the physical condition of the driver at an early stage before the abnormal state proceeds.
本開示の一態様によれば、車両の走行中の動きの変化に対する運転者の動きの変化の追従度合に基づき、運転者の体調が異常であるか否かの判定処理が実行されるため、異常状態が進行する前の早い段階で、運転者の体調の異常を検出することができる。 According to one aspect of the present disclosure, since the determination process of whether or not the driver's physical condition is abnormal is executed based on the degree of tracking of the change in the driver's movement with respect to the change in the movement of the vehicle while traveling, An abnormality in the physical condition of the driver can be detected at an early stage before the abnormal state progresses.
(本開示に係る一態様の着眼点)
まず、本開示に係る一態様の着眼点が説明される。本発明者は、種々の実験を重ねるうちに、運転者の体調が正常なときと異常なときとで、車両の動きの変化に対する運転者の動きの追従度合が相違することを見出した。
(Focus point of one aspect according to the present disclosure)
First, an aspect of one aspect according to the present disclosure will be described. The present inventor has found that the degree of follow-up of the driver's movement with respect to a change in the movement of the vehicle is different depending on whether the driver's physical condition is normal or abnormal while repeating various experiments.
この相違について、発明者は、以下のように解釈している。すなわち、体調が正常な運転者は、直線道路からカーブに進入すると、車両から左右方向における加速度が作用されることを予期している。そこで、首又は上半身の筋力を用いて、車両から作用される左右方向における加速度に抵抗しようとする。その結果、車両の動きの変化に対する運転者の動きの追従度合は低下する。 The inventor interprets this difference as follows. That is, a driver who is in good physical condition expects acceleration in the left-right direction from the vehicle when entering a curve from a straight road. Therefore, the muscle strength of the neck or upper body is used to resist the lateral acceleration applied from the vehicle. As a result, the degree of follow-up of the driver's movement with respect to a change in the movement of the vehicle decreases.
これに対して、運転者が体調不良のときには、若干の意識低下に起因して、特に首の筋力が低下し、その結果、上半身の筋力が低下する。このため、車両の動きの変化に対する運転者の動きの追従度合は上昇する。ここで、「車両の左右方向」は、車両の前後方向に水平面内で直交する方向である。言い換えると、「車両の左右方向」は、直線道路を走行中の車両の進行方向に水平面内で直交する方向である。「車両の左右方向」は、「車幅方向」又は「車両の横方向」ということもできる。 On the other hand, when the driver is in poor physical condition, the muscle strength of the neck particularly decreases due to a slight decrease in consciousness, and as a result, the muscle strength of the upper body decreases. For this reason, the degree of follow-up of the driver's movement with respect to a change in the movement of the vehicle increases. Here, the “left-right direction of the vehicle” is a direction orthogonal to the front-rear direction of the vehicle within a horizontal plane. In other words, the “left-right direction of the vehicle” is a direction perpendicular to the traveling direction of the vehicle traveling on the straight road in the horizontal plane. The “left-right direction of the vehicle” can also be referred to as “vehicle width direction” or “vehicle lateral direction”.
なお、以下では、体調不良の運転者を模擬的に実現するために、視覚及び聴覚が奪われた被験者を助手席に着座させて、実験が実施された。視覚及び聴覚が奪われているため、被験者は、カーブに進入する際に、車両から左右方向における加速度が作用されることを予期することができない。このため、首又は上半身の筋力を用いて、車両から作用される左右方向における加速度に抵抗しようとすることが困難となる。このようにして、首又は上半身の筋力が低下した体調不良の運転者が模擬的に実現されている。 In the following, an experiment was conducted with a subject who was deprived of vision and hearing seated in a passenger seat to simulate a driver with poor physical condition. Since the visual and auditory senses are deprived, the subject cannot expect that the acceleration in the left-right direction is applied from the vehicle when entering the curve. For this reason, it becomes difficult to resist the acceleration in the left-right direction applied from the vehicle using the muscle strength of the neck or upper body. In this way, a driver with poor physical condition in which the muscle strength of the neck or upper body is reduced is realized in a simulated manner.
以上のような考察から、本発明者は、車両の動きの変化に対する運転者の動きの追従度合を調べることによって、運転者の体調不良を早期に発見することが可能であることを見出した。 From the above consideration, the present inventor has found that it is possible to detect a driver's poor physical condition at an early stage by examining the degree of tracking of the driver's movement with respect to a change in the movement of the vehicle.
(実施の形態)
以下、図面を参照しつつ、本開示の実施の形態が説明される。なお、各図では、同様の要素には同様の符号が付され、適宜、説明が省略される。
(Embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In each figure, the same numerals are given to the same element, and explanation is omitted suitably.
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態の運転者体調検知装置が搭載された車両の構成を概略的に示すブロック図である。車両10は、例えば4輪自動車である。車両10は、図1に示されるように、加速度センサ102、シートセンサ103、警報音発生器201、警報ランプ202、電子制御ユニット(ECU)300を備える。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of a vehicle on which the driver physical condition detection device of the first embodiment is mounted. The
加速度センサ102(車両検出部の一例)は、車両10の例えば直交3軸方向の加速度を検出する。加速度センサ102は、検出した車両10の加速度をECU300に出力する。シートセンサ103は、運転者用シートの座面部に配置されている。シートセンサ103は、例えば32×32個の圧電素子を含み、運転者用シートに着座した運転者の圧力分布を検出する。シートセンサ103は、検出データをECU300に出力する。
The acceleration sensor 102 (an example of a vehicle detection unit) detects the acceleration of the
警報音発生器201は、例えば電子ブザーを含み、運転者への警報音を発生する。警報ランプ202は、例えば発光ダイオードを含み、運転者への警報を表示する。なお、警報ランプ202は、専用のランプに限られず、計器パネルのメータ等を点滅させることにより、警報ランプとして兼用してもよい。
The
ECU300は、車両10の全体の動作を制御する。ECU300は、メモリ310、中央演算処理装置(CPU)320、その他の周辺回路を含む。メモリ310は、例えば、フラッシュメモリなどの半導体メモリ、ハードディスク、又は他の記憶素子で構成される。メモリ310は、プログラムを保存するメモリ、データを一時的に保存するメモリ等を含む。メモリ310は、プログラムを保存する領域、データを一時的に保存する領域等を備えた単一のメモリで構成されていてもよい。
CPU320は、メモリ310に保存されているプログラムに従って動作することにより、加速度制御部321、体調判定部322、警報制御部325、圧力データ取得部351、重心位置演算部352、相互相関演算部361、及び学習値制御部362として機能する。
The
加速度制御部321は、予め定められた時間(例えば100msec)毎に、加速度センサ102から出力される車両10の例えば直交3軸方向の加速度データから車両10の動きの左右方向における加速度を取得する。加速度制御部321は、予め定められた時間分(本実施形態では、例えば10秒間)の、車両10の動きの左右方向における加速度の時間データをメモリ310に保存する。例えば予め定められた時間が10秒間で、100msec毎に加速度のデータが加速度センサ102から取得される場合には、100個の加速度の時間データがメモリ310に保存されることとなる。
The
圧力データ取得部351は、シートセンサ103から出力される各圧電素子の圧力データを取得する。圧力データ取得部351は、取得した圧力データを重心位置演算部352に出力する。重心位置演算部352は、圧力データ取得部351からの圧力データを用いて、車両10の左右方向における運転者の重心位置を算出する。重心位置演算部352は、予め定められた時間分の運転者の重心位置のデータをメモリ310に保存する。この実施形態では、予め定められた時間は、例えば10秒間である。
The pressure
図2は、シートセンサ103により検出される、運転者用シートに着座した運転者の圧力分布の一例を概略的に示す図である。図2では、圧力値の等しい等圧線が示されている。図2において、密になっている等圧線の中心位置の圧力値が最も高くなっている。
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an example of the pressure distribution of the driver seated on the driver's seat detected by the
シートセンサ103は、各圧電素子の座標と圧力値との組を、例えばシリアルデータとして、ECU300に出力する。圧力データ取得部351は、受け取ったシリアルデータを加工して、各圧電素子の座標と圧力値との組を重心位置演算部352に出力する。重心位置演算部352は、各圧電素子の座標と圧力値との組から、車両10の左右方向(図2ではX軸方向)における運転者の重心位置を算出する。重心位置演算部352は、例えばX軸における原点からの距離として、運転者の重心位置を算出する。
The
図1に戻って、相互相関演算部361は、加速度制御部321によってメモリ310に保存された車両10の左右方向における加速度の時間データと、重心位置演算部352によってメモリ310に保存された運転者の重心位置の時間データと、の相互相関を計算する。相互相関は、2つの関数(本実施形態では、車両10の左右方向における加速度の時間データを表す関数及び運転者の重心位置の時間データを表す関数)を畳み込む畳み込みの式のうち、片方の関数の信号配列の順序を逆順にして畳み込むと、求められる。相互相関演算部361は、求めた相互相関から時間遅れを算出する。
Returning to FIG. 1, the
図3、図4は、車両10の左右方向における加速度の時間データ、重心位置演算部352によってメモリ310に保存された運転者の重心位置の時間データ、及びこれらの相互相関の一例を概略的に示す図である。図3、図4のセクション(A)は、車両10の左右方向における加速度CAの時間データと運転者の左右方向における重心位置GCの時間データとを示す。図3、図4のセクション(A)において、横軸は時間[秒]を表し、左側の縦軸は加速度[G]を表し、右側の縦軸は重心位置[cm]を表す。図3のセクション(A)は、体調が正常な運転者の場合を示し、図4のセクション(A)は、体調が異常な運転者の場合を示す。
FIGS. 3 and 4 schematically show examples of acceleration time data in the left-right direction of the
図3、図4のセクション(B)は、セクション(A)に示される加速度CAの時間データと重心位置GCの時間データとの相互相関MCを示す。図3、図4のセクション(B)において、横軸は時間遅れを表し、縦軸は相関値の大きさを表す。 The section (B) in FIGS. 3 and 4 shows the cross-correlation MC between the time data of the acceleration CA shown in the section (A) and the time data of the barycentric position GC. 3 and 4, the horizontal axis represents time delay, and the vertical axis represents the magnitude of the correlation value.
図3のセクション(B)は、相関値のピーク値が(−1)に近いので負の相関があることを表し、時間遅れ「0」に対して相関値のピーク値がずれているので、時間遅れTDがあることを表す。図4のセクション(B)は、相関値のピーク値が(−1)に近いので負の相関があることを表し、時間遅れ「0」と相関値のピーク値とが一致しているので、時間遅れがないことを表す。 Section (B) in FIG. 3 shows that there is a negative correlation because the peak value of the correlation value is close to (−1), and the peak value of the correlation value is shifted with respect to the time delay “0”. It represents that there is a time delay TD. Section (B) in FIG. 4 indicates that there is a negative correlation because the peak value of the correlation value is close to (−1), and the time delay “0” matches the peak value of the correlation value. Indicates no time delay.
図3、図4のセクション(A)に示されるように、直線道路を走行していた車両10がカーブに進入することによって、車両10の左右方向における加速度が増大し、この加速度の増大に応じて、運転者の左右方向における重心位置が移動する。体調が正常な運転者は、車両10の左右方向における加速度が増大すると、この加速度の増大によって視界が妨げられないように、上半身に力を入れて、良好な視界を維持しようとする。このため、図3のセクション(B)に示されるように、加速度CAの時間データと重心位置GCの時間データとの相互相関MCに、時間遅れTDが生じる。
As shown in the section (A) of FIGS. 3 and 4, when the
これに対して、体調不良の運転者は、車両10の左右方向における加速度が増大すると、上半身に力を入れることが困難であるため、加速度の増大に応じて、重心位置が移動してしまう。その結果、図4のセクション(B)に示されるように、加速度CAの時間データに対して、重心位置GCの時間データに時間遅れが殆ど生じない。
On the other hand, when the acceleration in the left-right direction of the
図1に戻って、学習値制御部362は、車両10のイグニションスイッチがオンにされてから予め定められた時間が経過するまでの間は、運転者の体調が正常であるとみなして、この間に得られた加速度CAの時間データと重心位置GCの時間データとの相互相関の時間遅れの平均値を学習値としてメモリ310に保存する。
Returning to FIG. 1, the learning
体調判定部322は、車両10の左右方向における加速度CAの時間データと運転者の重心位置GCの時間データとの相互相関の時間遅れと、メモリ310に保存されている学習値とを比較し、その比較結果に基づき、運転者の体調が異常であるか否かを判定する。具体的には、体調判定部322は、加速度CAの時間データと重心位置GCの時間データとの相互相関の時間遅れが学習値のK1倍以下であれば、運転者の体調が異常であると判定する。係数K1は、1未満の値であり、本実施形態では例えば、K1=0.5に設定されている。体調判定部322は、運転者の体調が異常であると判定すると、運転者の体調が異常であることを警報制御部325に通知する。
The physical
体調判定部322は、車両10の動きの左右方向における加速度が予め定められた加速度閾値ACth以上のときにのみ、運転者の体調が異常であるか否かの判定を行う。この理由は、車両10の動きの左右方向における加速度が小さいときは、運転者が正常である場合と異常である場合とで、加速度CAの時間データと重心位置GCの時間データとの相互相関の時間遅れに有意差が生じないからである。この実施形態では例えば、ACth=0.1[G]に設定されている。
The physical
警報制御部325は、運転者の体調が異常であることが体調判定部322から通知されると、警報音発生器201を作動させるとともに、警報ランプ202を点滅させて、運転者に注意を促す。警報制御部325は、例えばブレーキを動作させて車両10を減速又は停止させたり、ステアリングホイールを制御して車両10を路肩に移動させたりして、運転者の運転を支援してもよい。
When notified from the physical
図5は、第1実施形態の運転者体調検知装置における車両の加速度取得手順の一例を概略的に示すフローチャートである。図5のフローは、予め定められた時間(例えば100msec)毎に実行される。ステップS2500において、加速度制御部321は、加速度センサ102から出力される車両10の例えば直交3軸方向の加速度データから車両10の動きの左右方向における加速度を取得する。ステップS2510において、加速度制御部321は、予め定められた時間分(本実施形態では、例えば10秒間)の、車両10の動きの左右方向における加速度の時間データをメモリ310に保存する。つまり、加速度制御部321は、新しい加速度のデータが得られると、最も古い加速度のデータをメモリ310から消去して、予め定められた時間分の加速度のデータがメモリ310に保存されるようにしている。その後、図5の処理は終了する。
FIG. 5 is a flowchart schematically illustrating an example of a vehicle acceleration acquisition procedure in the driver physical condition detection device of the first embodiment. The flow in FIG. 5 is executed every predetermined time (for example, 100 msec). In step S <b> 2500, the
図6は、第1実施形態の運転者体調検知装置における時間遅れの学習値を算出する手順の一例を概略的に示すフローチャートである。図6のフローは、予め定められた時間(例えば100msec)毎に実行される。 FIG. 6 is a flowchart schematically showing an example of a procedure for calculating a learning value of time delay in the driver physical condition detection device of the first embodiment. The flow in FIG. 6 is executed every predetermined time (for example, 100 msec).
ステップS2600において、圧力データ取得部351は、圧力データをシートセンサ103から取得する。ステップS2610において、重心位置演算部352は、運転者の左右方向における重心位置を算出する。重心位置演算部352は、予め定められた時間分の運転者の重心位置の時間データをメモリ310に保存する。
In step S <b> 2600, the pressure
ステップS2620において、学習値制御部362は、車両10のイグニションスイッチがオンにされてから予め定められた時間が経過したか否かを判定する。
In step S2620, learned
車両10のイグニションスイッチがオンにされてから予め定められた時間が経過していなければ(ステップS2620でNO)、処理はS2630に進む。一方、車両10のイグニションスイッチがオンにされてから予め定められた時間が経過していれば(ステップS1720でYES)、図6の処理は終了する。すなわち、ステップS2620でNOであれば、運転者の体調が正常であるとみなされて、処理はステップS2630に進んで、学習値を求める処理が行われる。一方、ステップS2620でYESであれば、学習値を求める処理は行わずに、図6の処理は終了する。
If the predetermined time has not elapsed since the ignition switch of
ステップS2630において、相互相関演算部361は、メモリ310に保存されている重心位置の時間データと、車両加速度の時間データとから、相互相関を計算し、相関値のピーク値の時間遅れを算出する。ステップS2640において、学習値制御部362は、算出した時間遅れの平均値を学習値としてメモリ310に保存する。その後、図6の処理は終了する。
In step S2630, the
図7は、第1実施形態の運転者体調検知装置において運転者の体調を判定する手順の一例を概略的に示すフローチャートである。図7のフローは、予め定められた時間(例えば100msec)毎に実行される。 FIG. 7 is a flowchart schematically showing an example of a procedure for determining the physical condition of the driver in the driver physical condition detection device of the first embodiment. The flow in FIG. 7 is executed every predetermined time (for example, 100 msec).
ステップS2700において、体調判定部322は、メモリ310に保存されている車両10の左右方向における加速度の時間データのうち(本実施形態では、例えば10秒間のデータ)、最新の加速度CAnをメモリ310から取得する。ステップS2710において、体調判定部322は、取得した車両の左右方向における最新の加速度CAnの絶対値が、加速度閾値ACth以上であるか否かを判定する。車両の左右方向における最新の加速度CAnの絶対値が加速度閾値ACth未満であれば(ステップS2710でNO)、図7の処理は終了する。一方、車両の左右方向における最新の加速度CAnの絶対値が加速度閾値ACth以上であれば(ステップS2710でYES)、処理は、ステップS2720に進む。
In step S <b> 2700, the physical
上述のように、本実施形態では、例えばACth=0.1[G]である。また、例えば図3のセクション(A)において、時刻t1は、車両の左右方向における加速度CAの絶対値が0.1[G]以上になった時刻である。時刻t2は、その後、車両の左右方向における加速度CAの絶対値が0.1[G]未満になった時刻である。時刻t3は、その後、車両の左右方向における加速度CAの絶対値が0.1[G]以上になった時刻である。時刻t4は、その後、車両の左右方向における加速度CAの絶対値が0.1[G]未満になった時刻である。 As described above, in this embodiment, for example, ACth = 0.1 [G]. For example, in section (A) of FIG. 3, time t1 is the time when the absolute value of acceleration CA in the left-right direction of the vehicle is 0.1 [G] or more. Thereafter, time t2 is the time when the absolute value of acceleration CA in the left-right direction of the vehicle becomes less than 0.1 [G]. The time t3 is a time when the absolute value of the acceleration CA in the left-right direction of the vehicle becomes 0.1 [G] or more thereafter. Thereafter, time t4 is the time when the absolute value of the acceleration CA in the left-right direction of the vehicle becomes less than 0.1 [G].
したがって、例えば図3のセクション(A)において、最初から時刻t1までの間はステップS2710でNOとなり、図7の処理は終了する。その後は、時刻t1から時刻t2までの間、および、時刻t3から時刻t4までの間において、それぞれ、ステップS2710でYESとなり、処理はステップS2720に進む。 Therefore, for example, in the section (A) of FIG. 3, during the period from the beginning to the time t1, NO is determined in step S2710, and the process of FIG. 7 ends. Thereafter, between time t1 and time t2 and between time t3 and time t4, YES is obtained in step S2710, and the process proceeds to step S2720.
また、例えば図4のセクション(A)において、時刻t11は、車両の左右方向における加速度CAの絶対値が0.1[G]以上になった時刻である。時刻t12は、その後、車両の左右方向における加速度CAの絶対値が0.1[G]未満になった時刻である。時刻t13は、その後、車両の左右方向における加速度CAの絶対値が0.1[G]以上になった時刻である。時刻t14は、その後、車両の左右方向における加速度CAの絶対値が0.1[G]未満になった時刻である。 For example, in section (A) of FIG. 4, time t11 is the time when the absolute value of acceleration CA in the left-right direction of the vehicle becomes 0.1 [G] or more. Thereafter, time t12 is the time when the absolute value of acceleration CA in the left-right direction of the vehicle becomes less than 0.1 [G]. Thereafter, time t13 is the time when the absolute value of acceleration CA in the left-right direction of the vehicle becomes equal to or greater than 0.1 [G]. Thereafter, time t14 is a time when the absolute value of acceleration CA in the left-right direction of the vehicle becomes less than 0.1 [G].
したがって、例えば図4のセクション(A)において、最初から時刻t11までの間はステップS2710でNOとなり、図7の処理は終了する。その後は、時刻t11から時刻t12までの間、時刻t13から時刻t14までの間において、それぞれ、ステップS2710でYESとなり、処理はステップS2720に進む。 Therefore, for example, in the section (A) of FIG. 4, NO is determined in step S2710 from the beginning to the time t11, and the process of FIG. 7 ends. Thereafter, between time t11 and time t12 and between time t13 and time t14, YES is obtained in step S2710, and the process proceeds to step S2720.
図7に戻って、ステップS2720において、相互相関演算部361は、重心位置の時間データと車両加速度の時間データとから相互相関を計算し、相関値のピーク値の時間遅れを算出する。ステップS2730において、体調判定部322は、メモリ310に保存されている時間遅れの学習値をメモリ310から取得する。
Returning to FIG. 7, in step S2720, the
ステップS2740において、体調判定部322は、ステップS2720で算出された時間遅れが、ステップS2730で取得された学習値のK1倍以下であるか否かを判別する。算出された時間遅れが学習値のK1倍より大きければ(ステップS2740でNO)、図7の処理は終了する。算出された時間遅れが学習値のK1倍以下であれば(ステップS2740でYES)、処理はステップS2750に進む。
In step S2740, the physical
ステップS2750において、体調判定部322は、運転者の体調が異常であると判定して、警報制御部325にその旨を通知する。ステップS2760において、警報制御部325は、警報音発生器201及び警報ランプ202を作動させて、体調が異常であることを運転者に報知して、図7の処理は終了する。
In step S2750, the physical
以上説明されたように、第1実施形態では、相互相関演算部361は、重心位置の時間データと車両加速度の時間データとから相互相関を計算し、相関値のピーク値の時間遅れを算出する。体調判定部322は、時間遅れが学習値のK1倍以下であれば、運転者の体調が異常であると判定する。運転者が体調不良になると、若干の意識低下から首又は上半身の筋力が低下し、上半身に力を入れることが困難であるため、車両10の左右方向における加速度が増大すると、運転者の重心位置が追従して移動してしまう。その結果、車両の加速度CAの時間データに対して、運転者の重心位置GCの時間データに時間遅れが殆ど生じない。したがって、この第1実施形態によれば、運転者の体調の異常状態が進行する前の早い段階で、運転者の体調の異常を検出することができる。
As described above, in the first embodiment, the
また、この第1実施形態では、学習値制御部362は、車両10のイグニションスイッチがオンにされてから予め定められた時間が経過するまでの間は、運転者の体調が正常であるとみなして、この間に得られた時間遅れの平均値を学習値としてメモリ310に保存する。このように、車両10のイグニションスイッチがオンにされる度に、学習値を求めているため、その運転者に適切な学習値を得ることができる。したがって、この第1実施形態によれば、運転者の体調の良否を正確に判定できる。
In the first embodiment, the learning
なお、上記第1実施形態では、相互相関の時間遅れを学習値と比較しているが、これに限られない。例えば、相互相関の時間遅れを予め定められた判定閾値と比較してもよい。 In the first embodiment, the time delay of the cross correlation is compared with the learning value, but the present invention is not limited to this. For example, the time delay of the cross correlation may be compared with a predetermined determination threshold.
図8は、上記第1実施形態の運転者体調検知装置が搭載された車両の図1と異なる構成を概略的に示すブロック図である。図8のCPU320は、図1のCPU320が備える学習値制御部362を備えていない。図8の体調判定部322は、相互相関の時間遅れが、メモリ310に予め保存されている判定閾値以下であれば、運転者の体調が異常であると判定する。判定閾値は、例えば実験的に予め定められて、メモリ310に予め保存されている。判定閾値は、例えば3秒程度であってもよい。
FIG. 8 is a block diagram schematically showing a configuration different from FIG. 1 of the vehicle on which the driver physical condition detection device of the first embodiment is mounted. The
図9は、図8の構成において運転者の体調を判定する手順の一例を概略的に示すフローチャートである。図9のフローは、予め定められた時間(例えば100msec)毎に実行される。 FIG. 9 is a flowchart schematically showing an example of a procedure for determining the physical condition of the driver in the configuration of FIG. The flow in FIG. 9 is executed every predetermined time (for example, 100 msec).
図9のステップS2700,S2710,S2720は、図7のステップS2700,S2710,S2720と同じである。ステップS2720に続くステップS2900において、体調判定部322は、時間遅れの判定閾値をメモリ310から取得する。
Steps S2700, S2710, and S2720 in FIG. 9 are the same as steps S2700, S2710, and S2720 in FIG. In step S <b> 2900 subsequent to step S <b> 2720, the physical
ステップS2910において、体調判定部322は、ステップS2720で算出された時間遅れが判定閾値以下であるか否かを判別する。算出された時間遅れが判定閾値より大きければ(ステップS2910でNO)、図9の処理は終了する。算出された時間遅れが判定閾値以下であれば(ステップS2910でYES)、処理はステップS2750に進む。ステップS2750,S2760は、それぞれ、図7のステップS2750,S2760と同じである。
In step S2910, the physical
このように、相互相関の時間遅れを予め定められた判定閾値と比較しても、上記第1実施形態と同様に、運転者の体調の異常状態が進行する前の早い段階で、運転者の体調の異常を検出することができる。 Thus, even when the time delay of the cross-correlation is compared with a predetermined determination threshold, as in the first embodiment, at the early stage before the abnormal state of the driver's physical condition progresses, Abnormal physical condition can be detected.
(第2実施形態)
図10は、第2実施形態の運転者体調検知装置が搭載された車両の構成を概略的に示すブロック図である。第1実施形態では、運転者の重心位置の時間データを用いて運転者の体調を判定していたのに対して、この第2実施形態では、運転者の頭部の加速度の時間データを用いて運転者の体調を判定している。
(Second Embodiment)
FIG. 10 is a block diagram schematically showing the configuration of a vehicle on which the driver physical condition detection device of the second embodiment is mounted. In the first embodiment, the driver's physical condition is determined using the time data of the driver's center of gravity, whereas in the second embodiment, the driver's head acceleration time data is used. To determine the physical condition of the driver.
第2実施形態の車両10は、カメラ101、加速度センサ102、警報音発生器201、警報ランプ202、ECU300を備えている。
The
カメラ101(運転者検出部の一例)は、車両10の室内の例えば運転席の前方の天井に、カメラ101の光軸が車両10の運転者用シートを向くように取り付けられる。カメラ101は、車両10の運転者を前方から撮像して、左右方向に動く運転者の頭部を撮像する。カメラ101は、撮像したフレーム画像を例えば1/60秒ごとにECU300に出力する。代替的に、カメラ101は、車両10の室内の運転者用シートの上方の天井に、カメラ101の光軸が車両10の運転者用シートを向くように取り付けられてもよい。さらに代替的に、複数のカメラが、車両10の室内の天井等に、各々の光軸が車両10の運転者用シートを向くように取り付けられてもよい。カメラ101は、車両10の運転者の頭部の左右方向における動きを撮像できるように、車両10の室内に取り付けられていればよい。
The camera 101 (an example of a driver detection unit) is attached to, for example, a ceiling in front of a driver's seat in the
第2実施形態では、CPU320は、メモリ310に保存されているプログラムに従って動作することにより、加速度制御部321、体調判定部322、加速度演算部323、頭部検出部324、警報制御部325、相互相関演算部361、学習値制御部362として機能する。
In the second embodiment, the
頭部検出部324は、カメラ101により撮像されたフレーム画像から、例えばテンプレートマッチングによって、運転者の頭部を検出する。頭部検出部324は、カメラ101の撮像範囲内における、運転者の頭部の例えば中心の位置座標を、フレーム画像毎にメモリ310に保存する。頭部検出部324は、予め定められた時間分の運転者の頭部の位置座標の時間データをメモリ310に保存する。予め定められた時間が例えば1秒間で、フレーム画像が1/60秒ごとにカメラ101から出力される場合には、60個の運転者の頭部の位置座標の時間データがメモリ310に保存されることとなる。
The
加速度演算部323は、メモリ310に保存されている運転者の頭部の位置座標の時間データを用いて、運転者の頭部の動きの左右方向における加速度を算出する。例えば、加速度演算部323は、フレーム画像ごとの頭部の位置座標からフレーム画像間の移動距離を算出し、算出した移動距離のフレーム画像ごとの変化量から加速度を算出する。加速度演算部323は、予め定められた時間分の運転者の頭部の動きの加速度の時間データをメモリ310に保存する。上述のように、予め定められた時間が例えば1秒間で、フレーム画像が1/60秒ごとにカメラ101から出力される場合には、60個の運転者の頭部の動きの加速度の時間データがメモリ310に保存されることとなる。
The
体調判定部322は、車両10の動きの左右方向における加速度の変化に対して、運転者の頭部の動きの左右方向における加速度の変化に時間遅れが生じているか否かに基づき、運転者の体調が異常であるか否かを判定する。
The physical
図11、図12は、車両10の動きの左右方向における加速度CAの時間変化と、運転者の頭部の動きの左右方向における加速度HDの時間変化とを概略的に示す図である。図11は運転者の体調が正常な場合を示し、図12は運転者が体調不良の場合を示す。
FIGS. 11 and 12 are diagrams schematically showing a temporal change in the acceleration CA in the left-right direction of the movement of the
図11における車両の加速度CAの変化に対する頭部の加速度HDの変化の時間遅れT1と、図12における車両の加速度CAの変化に対する頭部の加速度HDの変化の時間遅れT2とを比較すると、T1>T2になっている。 When the time delay T1 of the change in the head acceleration HD with respect to the change in the vehicle acceleration CA in FIG. 11 is compared with the time delay T2 in the change in the head acceleration HD with respect to the change in the vehicle acceleration CA in FIG. > T2.
この理由は、以下の通りであると考えられる。すなわち、運転者が体調不良の場合、首の筋力が低下しているため、車両の加速度CAの変化に追従して、頭部の加速度HDが変化することから、時間遅れT2は比較的小さい。これに対して、運転者の体調が正常の場合、首の筋力に力を入れて、車両の加速度CAの変化に抵抗しようとするため、頭部の加速度HDの変化の時間遅れT1は比較的大きい。 The reason is considered as follows. That is, when the driver is in poor physical condition, the neck muscle strength is reduced, and the head acceleration HD changes following the change in the acceleration CA of the vehicle. Therefore, the time delay T2 is relatively small. On the other hand, when the driver's physical condition is normal, the time delay T1 of the change in the head acceleration HD is relatively large because the driver tries to resist the change in the acceleration CA of the vehicle by putting effort into the muscle strength of the neck. large.
図10に戻って、体調判定部322は、車両10の動きの左右方向における加速度が予め定められた加速度閾値ACth以上のときにのみ、運転者の体調が異常であるか否かの判定を行う。この理由は、車両10の動きの左右方向における加速度が小さいときは、運転者が正常である場合と異常である場合とで、車両の加速度CAの変化に対する頭部の加速度HDの変化の時間遅れに有意差が生じないからである。この実施形態では例えば、ACth=0.1[G]に設定されている。
Returning to FIG. 10, the physical
相互相関演算部361は、加速度制御部321によってメモリ310に保存された車両10の左右方向における加速度の時間データと、加速度演算部323によってメモリ310に保存された運転者の頭部の左右方向における加速度の時間データと、の相互相関を計算する。相互相関は、上述のように、2つの関数(本実施形態では、車両10の左右方向における加速度の時間データを表す関数及び運転者の頭部の左右方向における加速度の時間データを表す関数)を畳み込む畳み込みの式のうち、片方の関数の信号配列の順序を逆順にして畳み込むと、求められる。相互相関演算部361は、求めた相互相関から時間遅れを算出する。
The
図13、図14は、車両10の左右方向における加速度CAの時間データと運転者の頭部の左右方向における加速度HDの時間データとの一例を概略的に示す図である。図13、図14において、横軸は時間[秒]を表し、左側の縦軸は頭部の加速度[G]を表し、右側の縦軸は車両10の加速度[G]を表す。図13は、体調が正常な運転者の場合を示し、図14は、体調が異常な運転者の場合を示す。
13 and 14 are diagrams schematically illustrating an example of time data of acceleration CA in the left-right direction of the
図13、図14に示されるように、直線道路を走行していた車両10がカーブに進入することによって、車両10の左右方向における加速度が増大し、この加速度の増大に応じて、運転者の頭部の左右方向における加速度が増大する。体調が正常な運転者は、車両10の左右方向における加速度が増大すると、この加速度の増大によって頭部が揺れないように、首の筋肉に力を入れて、頭部が揺れないようにしようとする。このため、車両の加速度CAの時間データと運転者の頭部の加速度HDの時間データとの相互相関に、時間遅れが生じる。
As shown in FIG. 13 and FIG. 14, when the
これに対して、体調不良の運転者は、車両10の左右方向における加速度が増大すると、首の筋力が低下しているため、車両の加速度の増大に、頭部の加速度が追従する。その結果、車両の加速度CAの時間データに対して、頭部の加速度HDの時間データに時間遅れが殆ど生じない。
On the other hand, when the acceleration in the left-right direction of the
図10に戻って、学習値制御部362は、車両10のイグニションスイッチがオンにされてから予め定められた時間が経過するまでの間は、運転者の体調が正常であるとみなして、この間に得られた車両10の加速度CAの時間データと頭部の加速度HDの時間データとの相互相関の時間遅れの平均値を学習値としてメモリ310に保存する。
Returning to FIG. 10, the learning
体調判定部322は、車両10の左右方向における加速度CAの時間データと運転者の頭部の左右方向における加速度HDの時間データとの相互相関の時間遅れと、メモリ310に保存されている学習値とを比較し、その比較結果に基づき、運転者の体調が異常であるか否かを判定する。具体的には、体調判定部322は、車両の加速度CAの時間データと運転者の頭部の加速度HDの時間データとの相互相関の時間遅れが学習値のK2倍以下であれば、運転者の体調が異常であると判定する。係数K2は、1未満の値であり、本実施形態では例えば、K2=0.5に設定されている。係数K2は、係数K1と同じ値でもよく、異なる値でもよい。体調判定部322は、運転者の体調が異常であると判定すると、運転者の体調が異常であることを警報制御部325に通知する。
The physical
体調判定部322は、車両10の動きの左右方向における加速度が予め定められた加速度閾値ACth以上のときにのみ、運転者の体調が異常であるか否かの判定を行う。この理由は、車両10の動きの左右方向における加速度が小さいときは、運転者が正常である場合と異常である場合とで、加速度CAの時間データと頭部の加速度HDの時間データとの相互相関の時間遅れに有意差が生じないからである。この実施形態では例えば、ACth=0.1[G]に設定されている。
The physical
この第2実施形態における加速度制御部321による車両の加速度取得手順は、図5に示される第1実施形態の手順と同じである。
The vehicle acceleration acquisition procedure by the
図15は、この第2実施形態の運転者体調検知装置における頭部の加速度取得手順の一例を概略的に示すフローチャートである。図15のフローは、予め定められた時間毎(例えばカメラ101からのフレーム画像の出力毎、つまり本実施形態では1/60sec毎)に実行される。
FIG. 15 is a flowchart schematically showing an example of a head acceleration acquisition procedure in the driver physical condition detection device of the second embodiment. The flow in FIG. 15 is executed at predetermined time intervals (for example, every frame image output from the
ステップS3300において、頭部検出部324は、カメラ101により撮像されたフレーム画像のデータを取得する。ステップS3310において、頭部検出部324は、取得したフレーム画像から運転者の頭部を検出し、運転者の頭部の例えば中心の位置座標を算出する。ステップS3320において、頭部検出部324は、予め定められた時間分の運転者の頭部の位置座標の時間データをフレーム画像毎にメモリ310に保存する。つまり、頭部検出部324は、新しい位置座標のデータが得られると、最も古い位置座標のデータをメモリ310から消去して、予め定められた時間分の位置座標のデータがメモリ310に保存されるようにしている。
In step S <b> 3300, the
ステップS3330において、加速度演算部323は、メモリ310に保存されている運転者の頭部の位置座標の時間データを用いて、運転者の頭部の動きの左右方向における加速度を算出する。ステップS3340において、加速度演算部323は、予め定められた時間分の運転者の頭部の動きの加速度の時間データをメモリ310に保存する。ステップS3320と同様に、加速度演算部323は、新しい加速度のデータが得られると、最も古い加速度のデータをメモリ310から消去して、予め定められた時間分の加速度のデータがメモリ310に保存されるようにしている。その後、図15の処理は終了する。
In step S3330, the
図16は、この第2実施形態の運転者体調検知装置における時間遅れの学習値を算出する手順の一例を概略的に示すフローチャートである。図16のフローは、予め定められた時間(例えば100msec)毎に実行される。 FIG. 16 is a flowchart schematically showing an example of a procedure for calculating a learning value of time delay in the driver physical condition detection device of the second embodiment. The flow in FIG. 16 is executed every predetermined time (for example, 100 msec).
ステップS3400において、学習値制御部362は、車両10のイグニションスイッチがオンにされてから予め定められた時間が経過したか否かを判定する。
In step S3400, learned
車両10のイグニションスイッチがオンにされてから予め定められた時間が経過していなければ(ステップS3400でNO)、処理はS3410に進む。一方、車両10のイグニションスイッチがオンにされてから予め定められた時間が経過していれば(ステップS3400でYES)、図16の処理は終了する。すなわち、ステップS3400でNOであれば、運転者の体調が正常であるとみなされて、処理はステップS3410に進んで、学習値を求める処理が行われる。一方、ステップS3400でYESであれば、学習値を求める処理は行わずに、図16の処理は終了する。
If the predetermined time has not elapsed since the ignition switch of the
ステップS3410において、相互相関演算部361は、メモリ310に保存されている頭部の加速度の時間データと、車両の加速度の時間データとから、相互相関を計算し、相関値のピーク値の時間遅れを算出する。ステップS3420において、学習値制御部362は、算出した時間遅れの平均値を学習値としてメモリ310に保存する。その後、図16の処理は終了する。
In step S3410, the
図17は、この第2実施形態の運転者体調検知装置において運転者の体調を判定する手順の一例を概略的に示すフローチャートである。図17のフローは、予め定められた時間(例えば100msec)毎に実行される。 FIG. 17 is a flowchart schematically showing an example of a procedure for determining the physical condition of the driver in the driver physical condition detection device of the second embodiment. The flow in FIG. 17 is executed every predetermined time (for example, 100 msec).
ステップS2700,S2710は、図7のステップS2700,S2710と同じである。ステップS2710に続くステップS3500において、相互相関演算部361は、頭部の加速度の時間データと車両の加速度の時間データとから相互相関を計算し、相関値のピーク値の時間遅れを算出する。ステップS3510において、体調判定部322は、メモリ310に保存されている時間遅れの学習値をメモリ310から取得する。
Steps S2700 and S2710 are the same as steps S2700 and S2710 in FIG. In step S3500 following step S2710, the
ステップS3520において、体調判定部322は、ステップS3500で算出された時間遅れが、ステップS3510で取得された学習値のK2倍以下であるか否かを判別する。算出された時間遅れが学習値のK2倍より大きければ(ステップS3520でNO)、図17の処理は終了する。算出された時間遅れが学習値のK2倍以下であれば(ステップS3520でYES)、処理はステップS2750に進む。ステップS2750,S2760は、図7のステップS2750,S2760と同じである。
In step S3520, the physical
以上説明されたように、第2実施形態では、相互相関演算部361は、頭部の加速度の時間データと車両加速度の時間データとから相互相関を計算し、相関値のピーク値の時間遅れを算出する。体調判定部322は、時間遅れが学習値のK2倍以下であれば、運転者の体調が異常であると判定する。運転者が体調不良になると、若干の意識低下から首又は上半身の筋力が低下し、上半身に力を入れることが困難であるため、車両10の左右方向における加速度が増大すると、頭部の加速度が追従してしまう。その結果、車両の加速度CAの時間データに対して、運転者の頭部の加速度HDの時間データに時間遅れが殆ど生じない。したがって、この第2実施形態によれば、運転者の体調の異常状態が進行する前の早い段階で、運転者の体調の異常を検出することができる。
As described above, in the second embodiment, the
また、この第2実施形態では、第1実施形態と同様に、学習値制御部362は、車両10のイグニションスイッチがオンにされてから予め定められた時間が経過するまでの間は、運転者の体調が正常であるとみなして、この間に得られた時間遅れの平均値を学習値としてメモリ310に保存する。このように、車両10のイグニションスイッチがオンにされる度に、学習値を求めているため、その運転者に適切な学習値を得ることができる。したがって、この第2実施形態によれば、第1実施形態と同様に、運転者の体調の良否を正確に判定できる。
Further, in the second embodiment, as in the first embodiment, the learned
なお、上記第2実施形態では、相互相関の時間遅れを学習値と比較しているが、これに限られない。例えば、相互相関の時間遅れを予め定められた判定閾値と比較してもよい。 In the second embodiment, the time delay of the cross-correlation is compared with the learning value, but is not limited to this. For example, the time delay of the cross correlation may be compared with a predetermined determination threshold.
図18は、上記第2実施形態の運転者体調検知装置が搭載された車両の図10と異なる構成を概略的に示すブロック図である。図18のCPU320は、図10のCPU320が備える学習値制御部362を備えていない。図18の体調判定部322は、相互相関の時間遅れが、メモリ310に予め保存されている判定閾値以下であれば、運転者の体調が異常であると判定する。判定閾値は、例えば実験的に予め定められて、メモリ310に予め保存されている。判定閾値は、例えば3秒程度であってもよい。
FIG. 18 is a block diagram schematically showing a configuration different from FIG. 10 of the vehicle on which the driver physical condition detection device of the second embodiment is mounted. The
図19は、図18の構成において運転者の体調を判定する手順の一例を概略的に示すフローチャートである。図19のフローは、予め定められた時間(例えば100msec)毎に実行される。 FIG. 19 is a flowchart schematically showing an example of a procedure for determining the physical condition of the driver in the configuration of FIG. The flow in FIG. 19 is executed every predetermined time (for example, 100 msec).
図19のステップS2700,S2710は、それぞれ、図7のステップS2700,S2710と同じである。図19のステップS3500は、図17のステップS3500と同じである。図19のステップS2900,S2910は、それぞれ、図9のステップS2900,S2910と同じである。図19のステップS2750,S2760は、それぞれ、図7のステップS2750,S2760と同じである。 Steps S2700 and S2710 in FIG. 19 are the same as steps S2700 and S2710 in FIG. 7, respectively. Step S3500 in FIG. 19 is the same as step S3500 in FIG. Steps S2900 and S2910 in FIG. 19 are the same as steps S2900 and S2910 in FIG. 9, respectively. Steps S2750 and S2760 in FIG. 19 are the same as steps S2750 and S2760 in FIG. 7, respectively.
このように、相互相関の時間遅れを予め定められた判定閾値と比較しても、上記第2実施形態と同様に、運転者の体調の異常状態が進行する前の早い段階で、運転者の体調の異常を検出することができる。 Thus, even if the time delay of the cross-correlation is compared with a predetermined determination threshold, as in the second embodiment, at the early stage before the abnormal state of the driver's physical condition progresses, Abnormal physical condition can be detected.
101 カメラ
102 加速度センサ
103 シートセンサ
310 メモリ
321 加速度制御部
322 体調判定部
323 加速度演算部
324 頭部検出部
351 圧力データ取得部
352 重心位置演算部
361 相互相関演算部
362 学習値制御部
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記車両の走行中の動きの変化を検出する車両検出部と、
前記運転者の動きの変化を検出する運転者検出部と、
前記走行中の動きの変化に対する前記運転者の動きの変化の追従度合を算出する演算部と、
前記追従度合に基づき、前記運転者の体調が異常であるか否かの判定処理を実行する体調判定部と、
を備え、
前記演算部は、前記追従度合として、前記走行中の動きの変化に対する前記運転者の動きの変化の時間遅れを算出し、
前記体調判定部は、前記時間遅れが基準時間以下のときに、前記運転者の体調が異常であると判定する、
運転者体調検知装置。 A driver physical condition detection device for detecting a physical condition of a driver driving a vehicle,
A vehicle detection unit for detecting a change in movement of the vehicle during travel;
A driver detector for detecting a change in the movement of the driver;
A calculation unit that calculates a tracking degree of the change in the driver's movement with respect to the change in movement during the driving;
A physical condition determination unit that executes a determination process as to whether or not the driver's physical condition is abnormal based on the following degree;
Equipped with a,
The calculation unit calculates a time delay of the change of the driver's movement with respect to the change of the movement during the travel as the tracking degree,
The physical condition determination unit determines that the physical condition of the driver is abnormal when the time delay is equal to or less than a reference time;
OPERATION's physical condition sensing device.
前記運転者検出部は、前記左右方向における前記運転者の動きの変化を検出し、
前記演算部は、前記左右方向における前記走行中の動きの変化に対する、前記左右方向における前記運転者の動きの変化の追従度合を算出する、
請求項1に記載の運転者体調検知装置。 The vehicle detection unit detects a change in movement during the traveling in the left-right direction of the vehicle,
The driver detection unit detects a change in the driver's movement in the left-right direction,
The calculation unit calculates a follow-up degree of a change in the driver's movement in the left-right direction with respect to a change in the movement in the left-right direction.
The driver's physical condition detection device according to claim 1.
前記演算部は、前記走行中の動きの変化に対する前記重心位置の変化の追従度合を算出する、
請求項1又は2に記載の運転者体調検知装置。 The driver detection unit detects a change in the center of gravity position of the driver as a change in the driver's movement,
The calculation unit calculates a follow-up degree of the change in the center of gravity position with respect to the change in movement during the traveling.
The driver physical condition detection device according to claim 1 or 2.
前記演算部は、前記走行中の動きの変化に対する前記頭部の加速度の追従度合を算出する、
請求項1又は2に記載の運転者体調検知装置。 The driver detection unit detects acceleration of the driver's head as a change in the driver's movement,
The calculation unit calculates a degree of follow-up of acceleration of the head with respect to a change in movement during the running.
The driver physical condition detection device according to claim 1 or 2.
請求項1に記載の運転者体調検知装置。 The calculation unit calculates the time delay by calculating a cross-correlation between the time change of the movement during the travel and the time change of the driver's movement,
The driver's physical condition detection device according to claim 1 .
請求項1〜5のいずれか1項に記載の運転者体調検知装置。 The physical condition determination unit executes the determination process only when the magnitude of the change in movement during running is equal to or greater than a predetermined threshold.
The driver's physical condition detection device according to any one of claims 1 to 5 .
請求項1〜6のいずれか1項に記載の運転者体調検知装置。 The vehicle detection unit includes an acceleration sensor that detects an acceleration of the vehicle as a change in movement during the traveling.
The driver's physical condition detection device according to any one of claims 1 to 6 .
前記車両の走行中の動きの変化を検出する車両検出工程と、
前記運転者の動きの変化を検出する運転者検出工程と、
前記走行中の動きの変化に対する前記運転者の動きの変化の追従度合を算出する演算工程と、
前記追従度合に基づき、前記運転者の体調が異常であるか否かの判定処理を実行する体調判定工程と、
を備え、
前記演算工程は、前記追従度合として、前記走行中の動きの変化に対する前記運転者の動きの変化の時間遅れを算出し、
前記体調判定工程は、前記時間遅れが基準時間以下のときに、前記運転者の体調が異常であると判定する、
運転者体調検知方法。 A driver physical condition detection method in a driver physical condition detection device for detecting a physical condition of a driver driving a vehicle,
A vehicle detection step of detecting a change in movement of the vehicle during travel;
A driver detection step of detecting a change in the movement of the driver;
A calculation step of calculating a follow-up degree of the change in the driver's movement with respect to the change in movement during the driving;
Based on the degree of follow-up, a physical condition determination step for executing a determination process of whether or not the driver's physical condition is abnormal,
Equipped with a,
The calculation step calculates, as the tracking degree, a time delay of the change in the driver's movement with respect to the change in movement during the running,
The physical condition determination step determines that the physical condition of the driver is abnormal when the time delay is equal to or less than a reference time.
OPERATION's physical condition detection method.
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